在1770年代西班牙人抵达该地区之前，这里主要居住着北美原住民。1842年起，森尼维尔所在的地块逐渐发展起人类聚居区，1860年，连接旧金山与圣荷西的道路建成，为城市的发展提供了契机，但直到十九世纪末，这里依然是以农业为主。1897年，当地才真正开始销售私人住宅，当时也被称为“美丽的马铃薯”（Beautiful Murphy）。其时当地人也将此地称为“Murphy”，因为该市的前身是由一个叫Martin Murphy Jr.的人一手创立的。1901年，当地居民得知他们不再被允许使用“Murphy”作为他们市政邮局的名字，因此城市被改名为“Sunnyvale”。随后，该市以发展果园为主要经济支柱。1912年，经过当地居民投票，森尼维尔正式建市。这期间该市也诞生了一些历史遗迹，例如“利比水塔”。